(57)【要約】【課題】投入時，定常時，電圧不足の状態に応じて電磁石装置のコイル励磁電流を切り換えて吸引, 釈放特性の安定化が図れるようにした不足電圧引外し装置を提供する。【解決手段】釈放バネと組み合わせて回路遮断器の引外し装置に連繋させた引外し用電磁石装置１０のコイル１０ｂを回路電源９により励磁し、定常時には電磁石のアーマチュア１０ｃを吸引した状態に保持し、電源電圧が低下した際に電磁石を釈放して回路遮断器をトリップさせるようにした不足電圧引外し装置において、電子制御回路１１を介して電磁石コイルを電源に接続し、電子制御回路では、電源電圧を基に投入時, 定常時, および電圧不足の各状態に対応して、電磁石のコイル電流をそれぞれ電磁石のアーマチュアを釈放位置から吸引させるに要する電流Ｉp,アーマチュアの吸引状態を安定維持する電流Ｉh,およびアーマチュアを吸引する最低レベル電流Ｉd の３段階に切換え、かつ電圧不足の状態が所定時間ｔd を経過すると、電磁石が釈放して回路遮断器をトリップさせる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路遮断器の付属装置として、保護対象の回路電圧が低下した際に回路遮断器をトリップさせる時延形の不足電圧引外し装置であり、釈放バネと組み合わせて回路遮断器の引外し装置に連繋させた引外し用電磁石のコイルを前記回路の電源で励磁し、定常時には釈放バネに抗して電磁石のアーマチュアを吸引した状態に保持し、電源電圧が低下した際に電磁石を釈放して回路遮断器をトリップさせるようにしたものにおいて、
前記回路の電源電圧を基に、投入時, 定常時, および電圧不足の各状態に対応して、電磁石のコイル電流をそれぞれ電磁石のアーマチュアを釈放位置から吸引させるに要する電流，アーマチュアの吸引状態を安定維持する電流，およびアーマチュアを吸引する最低レベル電流の３段階に切り換え、かつ電圧不足の状態が所定時間継続した際にコイル電流を絶って電磁石を釈放させる電流制御手段を備えたことを特徴とする回路遮断器の不足電圧引外し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の不足電圧引外し装置において、電流制御手段が、定電圧回路，平均値回路，電圧検出回路，制御回路，およびドライブ回路を組み合わせた電子制御回路であり、該回路を介して電源に引外し用電磁石のコイルを接続したことを特徴とする回路遮断器の不足電圧引外し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線用遮断器, 漏電遮断器などに付属装置として適用する回路遮断器の不足電圧引外し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように頭記の回路遮断器には付属装置（オプション品）の一つとして不足電圧引外し装置がある。
この不足電圧引外し装置は、保護対象となる回路の電圧（例えば主回路電圧）があらかじめ規定した電圧（例えば定格電圧の８５〜３５％の範囲）を下回った際に遮断器をトリップさせるものであり、その一例として釈放バネと組み合わせた引外し用電磁石を回路遮断器の引外し装置に連繋させた上でその電磁石のコイルを前記回路の電源で励磁して、定常時には釈放バネに抗して電磁石のアーマチュアを吸引した状態に保持しておき、電源電圧が低下した際に電磁石を釈放して回路遮断器をトリップさせるようにした方式の不足電圧引外し装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
ここで、上記の不足電圧引外し装置を装備した回路遮断器の構成を図４に示す。図において、１はケース、２は主回路の固定接触子、３は可動接触子、４は可動接触子３に連繋した開閉機構部、４ａはトリップクロスバーを核とした引外し機構、５は開閉操作ハンドル、６は過電流引外し装置、７はケース１の表面側に画成した付属品スペース（電圧引外し装置，不足電圧引外し装置などの付属品を後付けする場所）に後付けした不足電圧引外し装置である。なお、なお、８は補助スイッチ，警報スイッチなどの付属装置の収容スペースである。
【０００３】
次に、従来の不足電圧引外し装置を図５に示す。図において、９は不足電圧引外し装置の電源、１０は引外し用電磁石装置、１１は電源９の電圧により電磁石装置１０のコイルを励磁する回路である。ここで、電源９は保護対象の回路電源に対応しており、回路遮断器の主回路から直接取る，あるいは主回路と別な電源を用意する場合があり、また電源の種類も交流，直流などユーザーの要求によって様々であり、図示例では直流電源としている。
また、引外し用電磁石１０は、継鉄１０ａに巻装したコイル１０ｂ，アーマチュア１０ｃ（可動鉄心），アーマチュア１０ｃを継鉄１０ａから引き離す方向に付勢する釈放ばね１０ｄ，および前記コイル１０ｂの起磁力と同じ方向に着磁して継鉄１０ａの磁路に介挿したバイアス用の永久磁石１０ｅとからなり、アーマチュア１０ｃに連結した作動レバーを図５に示した回路遮断器の引外し機構４ａのトリップクロスバーに連繋させている。一方、前記回路１１は全波整流回路１１ａ，抵抗１１ｂ，ツェナダイオード１１ｃ，およびコンデンサ１１ｄからなり、コンデンサ１１ｄに電磁石１０のコイル１０ｂが並列に接続されている。
【０００４】
上記の構成で、電源９に定格電圧が加えられている定常時には、回路１１のコンデンサ１１ｄを充電するととも、電磁石１０が励磁されて永久磁石１０ｅの磁束φ1 を加勢するように継鉄１０ａに磁束φ2 が発生し、釈放ばね１０ｄに抗してアーマチュア１０ｃを吸引している。この状態では回路遮断器を投入することができる。一方、何らかの原因で電源９の電圧が低下するか喪失した場合には、充電状態にあったコンデンサ１１ｄからの放電により電磁石コイル１０ｂの励磁電流は次第に減少し、遂には釈放バネ１０ｄのバネ力が電磁石のアーマチュア１０ｃに働く磁気吸引力に打ち勝って電磁石装置１０が釈放動作して回路遮断器をトリップする。なお、この時延動作では電源９の瞬断による回路遮断器の不用意なトリップを避けるために、電圧低下から電磁石釈放までの時間は例えば１００ｍsec 程度に設定している。
【０００５】
なお、前記方式とは別に、特許文献１に開示されているように、電源が定格電圧の定常状態では電磁石のコイル起磁力で永久磁石の磁束を相殺させ、復帰バネによりアーマチュアを継鉄から離間させて作動レバーを待機位置に後退させておき、電圧不足の状態になってコイルの起磁力が低下した場合に永久磁石の磁力でアーマチュアを吸引させて回路遮断器をトリップさせるようにした方式の不足電圧引外し装置もある。
【特許文献１】特開２０００−３６５８号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図５に示した従来構成の不足電圧引外し装置には、次記のような解決すべき課題がある。
すなわち、引外し用電磁石の定常時における励磁電流を低く抑えて高効率化を図るために、従来では図５で示すように電磁石１０の継鉄１０ａに永久磁石１０ｅを介挿しているが、永久磁石の保磁力は製品によってバラツキがあることから、電磁石装置１０として安定した吸引，釈放特性を確保することが難しく、そのために従来では永久磁石にシャントヨーク，スペーサなどの部品を追加して所要の吸引特性を得るようにしているが、部品点数が多くなってコスト高となるほか、これら部品を製品の仕様に合わせて調整する作業が必要となるなどの課題が残る。
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、前記したバイアス用の永久磁石を使わずに、投入時，定常時，電圧不足の状態に応じて引外し用電磁石装置のコイル励磁電流を切り換え制御し、その吸引, 釈放動作特性、並びに回路遮断器の不足電圧引外し動作の安定化が図れるようにした新規な不足電圧引外し装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明によれば、釈放バネと組み合わせて回路遮断器の引外し装置に連繋させた引外し用電磁石のコイルを保護対象となる回路の電源により励磁し、定常時には釈放バネに抗して電磁石のアーマチュアを吸引した状態に保持し、電源電圧が低下した際に電磁石を釈放して回路遮断器をトリップさせるようにした不足電圧引外し装置において、
前記回路の電源電圧を基に、不足電圧引外し装置の投入時, 定常時, および電圧不足の各状態に対応して、電磁石のコイル電流をそれぞれ電磁石のアーマチュアを釈放位置から吸引させるに要する電流，アーマチュアの吸引状態を安定維持する電流，およびアーマチュアを吸引する最低レベル電流の３段階に切り換え、かつ電圧不足の状態が所定時間継続した際にコイル電流を絶って電磁石を釈放させる電流制御手段を備えるものとする（請求項１）。
【０００８】
また、その具体的な態様として、前記の電流制御手段を、定電圧回路，平均値回路，電圧検出回路，制御回路，およびドライブ回路を組み合わせた電子制御回路で構成し、該電子制御回路を介して電源に引外し用電磁石のコイルを接続する（請求項２）。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成によれば、保磁力のバラツキがある永久磁石を用いずに、電子制御回路の制御により、不足電圧引外し装置の投入時，定常時，および電圧不足の各状態に合わせて引外し用電磁石のコイル励磁電流を段階的に切り換るえことで、安定した不足電圧引外し動作の確保，並びに信頼性の向上が図れる。また、ユーザーの要求に合わせて不足電圧の上限，下限値も制御回路で任意に設定でき、しかも引外し用電磁石装置には永久磁石を使用しないので、電磁石の構造も簡素化できるなどの利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
図１(a) は不足電圧引外し装置全体の構成図、図１(b) は動作のタイムチャート図、図２，図３は図１における電圧検出回路，制御回路の詳細回路図を示す。
まず、図１(a) において、引外し用電磁石１０のコイル１０ｂは次記の回路構成になる電子制御回路１１を介して電源９に接続されている。ここで、電子制御回路１１は定電圧回路１２，平均値回路１３，電圧検出回路１４，制御回路１５，およびドライブ回路１６からなる。なお、１７はコンデンサ、１８，１９はダイオードである。
上記回路において、電源９から全波整流回路１１ａを通じて図中のａ点に定格電圧が印加されると、定電圧回路１２の出力端ｂの定電圧出力Ｖc が図１(b) のように立ち上がって回路が動作可能な状態になる。そして、平均値回路１３の出力端ｃの平均値出力がＶp (pickup 電圧) を超えると、電圧検出回路１４の出力（ｄ点）が「Ｈ」となり、図２における抵抗１４ａとコンデンサ１４ｂとによって決まる充電時間（短時間）だけ、図１(a) におけるドライブ回路１６のＦＥＴ１６ｃをＯＮにする。これにより、図１(b) の時間帯ｔp で電磁石装置１０のコイル１０ｂに第１段目のコイル電流Ｉp を流す（Full励磁) 。このFull励磁により、釈放状態にあった電磁石装置１０のアーマチュア１０ｃが釈放バネ１０ｄに抗して吸引される。これにより回路遮断器は投入可能となる。
【００１１】
その後、図１(b) の時間帯ｔh では、ドライブ回路１６の抵抗１６ｅと１６ｆの並列接続で定まる第２段目の電流Ｉh に絞って電磁石装置１０のコイル１０ｂを励磁し、アーマチュア１０ｃを安定した吸引状態に保持し続ける（定常励磁）。
この状態から何らかの原因で電源９の電圧が低下し、平均値回路１３の出力電圧が図１(b) の電圧Ｖr(replace 電圧) を下回るようになると、図２の電圧検出回路１４におけるトランジスタ１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが共にＯＦＦとなって電圧検出回路の出力が「Ｌ」に変わる。これにより、ドライブ回路１６のＦＥＴ１６ｂがＯＦＦし、電磁石装置１０のコイル電流は第３段目の電流Ｉd （アーマチュア１０ｃを吸引保持する最小レベルの電流値）に減少する。そして、電源電圧が低下した電圧不足の状態が図３に示す制御回路１５のコンデンサ１５ａと抵抗１５ｂで決定される放電時間ｔd （時延時間）を超えると、ドライブ回路１６のＦＥＴ１６ａがＯＦＦとなる。その結果、電磁石装置１０のコイル１０ｂには励磁電流が流れなくなって磁気吸引力が消失するので、アーマチュア１０ｃは釈放バネ１０ｄのバネ力で釈放動作し、回路遮断器をトリップさせる。なお、前記の放電時間ｔd を経過しない間に低下した電源電圧が回復（電源瞬断）すれば、電磁石装置１０は定常時の保持状態に復帰するので回路遮断器が不用意にトリップすることはない。
【００１２】
なお、図示例では電源９が直流である場合を例示したが、図示例の電子制御回路１１には全波整流回路１１ａ，平均値回路１３を有していることから、交流電源の場合でも同様な不足電圧引外し動作が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例による不足電圧引外し装置の構成，動作の説明図で、(a) は装置全体の回路図、(b) は動作のタイムチャートを表す図
【図２】図１における電圧検出回路の詳細回路図
【図３】図１における制御回路の詳細回路図
【図４】不足電圧引外し装置を搭載した回路遮断器の構成図
【図５】従来における不足電圧引外し装置の構成回路図
【符号の説明】
【００１４】
７    不足電圧引外し装置
９    電源
１０    引外し用電磁石装置
１０ｂ  コイル
１０ｃ  アーマチュア
１０ｄ  釈放バネ
１１    電子制御回路
１２    定電圧回路
１３    平均値回路
１４    電圧検出回路
１５    制御回路
１６    ドライブ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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